微电网基本控制策略分析与选择

马艳　陈钢

摘 要：随着社会的进步、科技的发展，环境污染问题日益加重，保护环境的工作迫在眉睫，各国相继提出多种相关政策来大力倡导清洁能源的使用，因此，能够将清洁环保的新能源大规模利用起来的微电网技术逐渐得到国内外大量专家学者的重视。微电网中采用下垂控制的逆变器对外呈现为近似电压源的特性，并經由线路阻抗连接到公共母线处。如果交流母线电压存在谐波分量，在线路阻抗较小的情况下将产生较大的谐波电流，进而降低母线电能质量，影响微电网安全有效运行，因此需对谐波电流进行相应控制。

关键词：微电网;基本控制;策略分析;选择

引言

微电网与主要采用火力发电的传统大电网不同，微电网中往往包含大量分布式发电单元，例如太阳电池以及风电机组等，因此微电网中存在大量的接口逆变器。而为方便控制，模拟传统发电机外部特性而产生的具有“即插即用”特性的下垂控制得到大规模应用。当采用下垂控制时，逆变器整体对外呈现为近似的电压源，经过线路阻抗后并联在公共母线上，由于线路阻抗一般较小，因此若公共母线电压含有一定谐波分量，而逆变器侧输出电压为标准正弦波的话，根据欧姆定理，线路上将有较大的谐波电流通过，进一步影响母线电压的电能质量，这种影响是需要避免的，因此必须对其进行控制。

1智能微电网保护与控制存在的问题

首先是应用方案。一些智能微电网保护技术在应用的过程中，对于电网保护技术的应用逻辑分析不够深入，缺乏对保护技术具体应用策略的合理设计，导致智能微电网在制定具体保护措施的过程中，无法实现对短路电流特征的比较分析。一些智能微电网的保护对于双向电流的属性分析不够完整，没能实现对发电小单位组成情况的全面统计，导致分布式电源的构建水平较差，无法适应短路电流的控制需要。一些智能微电网保护技术方案的设计对于故障状态的考察不够全面，尤其对于大电网故障排除需求认知不够充分，没能结合拓扑结构的创新设计需求实现对智能微电网保护技术的创新应用。其次是配套系统。智能计量系统不仅可以使智能微电网具备更高的节能属性，还可以全面提升电能节约水平的判断质量。但是，现有的一些智能微电网应用人员缺乏对智能计量系统价值的完整研究，尤其对电网运行数据的考察分析缺乏必要的关注，导致可视化系统的配置水平较差。部分智能计量系统的构建和运行过程中，对电网管理人员的信息需求重视程度较差，导致智能供应管理方案在创新实施的过程中，难以在数据供给以及电网智能化建设方面取得进展，无法为电网测量数据的全面优化提供帮助。一些智能计量系统的应用缺乏对智能计量仪器操作情况的关注，特别对测量数据的分析管理工作没能进行有效的研究，导致智能化控制决策的设计无法与智能计量系统的技术创新相符合，难以充分开发出智能技术的应用价值。部分智能计量系统对智能微电网的构成情况缺乏有效的研究，没能根据智能技术的特点实现对微电网应用需求的满足，导致配电网络智能化方案的构建无法具备足够的成熟度。

2微电网基本控制策略分析与选择

2.1智能计量系统

要使智能计量系统的创新构建的过程中，可以与电网运行管理体系的实际情况相符合，为智能计量系统应用价值的提高提供帮助。要对可视化系统的构成特点加以研究，特别要对智能计量系统在信息整合分析方面所具备的特殊价值进行考察，以便智能计量系统可以在引进的过程中，与数据资源的智能化处置需求相适应，为微电网具备高质量应用性能提供帮助。一定要强化对计量仪器使用情况的重视，尤其要对仪器装置在数据分析管理方面所具备的特殊价值进行考察，以便智能化控制决策的设计可以与智能计量系统的全面创新需求相符合，为智能化运行管理措施的有效改进提供支持。智能微电网智能计量系统的应用还必须与电网供应的需求相适应，特别要保证微电网系统的关键性组成因素可以得到有效的价值识别，充分实现对区域智能微电网应用需求的满足，为智能技术应用价值的改进提供完整的支持。

2.2微电网系统仿真验证

采用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件搭建微电网仿真模型，仿真主要参数为：直流母线额定电压Udc-ref为200V，电压动作限制为0.9Udc-ref，0.95Udc-ref，1.05Udc-ref，1.1Udc-ref。光伏电池G=1000W/m2、环温T=25℃，蓄电池为120A/h、超级电容容量为5F，整个系统的负载阻抗为80Ω，线路阻抗忽略不计。时间以ms为单位。仿真结果如图所示。

（1）当UH1UH2时，20ms给定干扰使电压上升波动，波动范围超过双储能系统的调节范围，如图c，为抑制电压波动，系统应工作于模式6或7，分布式电源由MPPT转换为恒压模式，启动飞轮储能补偿双储能系统的调节差值，直流母线电能流向双储能和飞轮储能系统（图d）。由于电压波动范围大，调节时间长，经多储能系统和分布式电源的调节作用，母线电压最终恢复至预定范围。（3）当UL2

结语

综上，针对当前智能微电网应用存在的不足进行总结分析，并制定相应的改进策略，可以为智能微电网总体建设质量优化提供一定的支持。

参考文献

[1]李玉梅，查晓明，刘飞，等.带恒功率负荷的直流微电网母线电压稳定控制策略[J].电力自动化设备，2014，34（8）：57-64

[2]王成山，李薇，王议锋，等.直流微电网母线电压波动分类及抑制方法综述[J].中国电机工程学报，2017，37（1）：84-97